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第28 讲 分子的空间结构与分子的性质（解析板）
目录：
【内容1 价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)理论要点】
【内容2 价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体步骤】
【内容3 价电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体路】
【内容4 孤电子对对键角影响的理论解释】
【内容5 杂化轨道的类型】
【内容6 判断中心原子杂化轨道类型的方法】
【内容7 分子的性质及各大考点】
一、价层电子对互斥理论(VSEPR)
1．价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)理论要点
理论依据：分子的空间结构，是由价层电子对之间相互排斥的结果。
价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系能量最低。
要点：分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。对ABn型
的分子或离子，中心原子A 的价层电子对(包括成键的σ 键电子对和未成键的孤电子
对)之间由于存在排斥力，将使分子的空间结构总是采取电子对相互排斥最弱的那种结
构，以使彼此之间斥力最小，分子或离子的体系能量最低，最稳定
2．价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体步骤（叉孤）
原理：价层电子对= σ 键电子对+中心原子的孤电子对
(1)第一步，确定中心原子价层电子对数
方法1：
①配位原子是指中心原子以外的其它原子，即：与中心原子结合的原子
②若是离子，则应加上或减去与离子所带的电荷数，即：阴加阳减
③氧、硫原子若为配位原子，则其化合价规定为"零”，若为中心原子，则价电子数为
6
分子或离子
中心原子
价层电子对数
σ 键电子对
中心原子上的孤电子对数
CO2
C
2
0
BF3
B
3
0
NH4
+
N
4
0
CO
C
3
0
SF6
S
6
0
方法2：
计算中心原子上的孤电子对数= 1/2(a-χb)
其中：a 是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b 是
1
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与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x 是与中心原子结合的原子数
(2)第二步，确定中心原子的σ 键数目：由分子式确定，即中心原子形成几个σ 键，就
有几对σ 键电子对，如：H2O 分子中，O 有2 对σ 键电子对，NH3分子中，N 有3 对
σ 键电子对，即：ABn型的分子或离子就有n 个σ 键
(3)第三步，确定中心原子上的孤电子对数
中心原子上的孤电子对数＝中心原子价层电子对数—σ 键电子对数
3．价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体思路
由
电子的排列方式
VSEPR 模型
分
子或离子的空间结构
以 SOCl2 的空间结构的判断为例
总结：
价层电
子对数
电子对的
排列方式
VSEPR 模型
及名称
孤电子
对数
略去孤电子对
的空间结构
分子(或离子)的
空间结构名称
2
直线形
0
直线形
1
直线形
3
平面三角形
0
平面三角形
1
V 形
2
直线形
4
四面体形
0
正四面体形
1
三角锥形
2
V 形
3
直线形
4．孤电子对对键角影响的理论解释
(1)价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律
孤电子对－孤电子对＞孤电子对－成键电子对＞成键电子对－成键电子对，简单记
忆：孤－孤 ＞ 孤－成 ＞ 成－成如：CH4、NH3和H2O 分子中的键角依次减小
随着孤电子对数目的增多，孤电子对与成键电子对之间的斥力增大，键角减小。
2
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H2O、NH3 的的孤电子对分别为2、1，故H2O、NH3 的键角分别是105°、107°
应用VSEPR 模型预测分子的空间结构
总结：中心原子无孤电子对：VSEPR 理想模型就是其空间结构。
若有：先判断VSEPR 理想模型，后略去孤电子对，便可得到粒子的空间结构
二、杂化轨道理论
1．杂化轨道理论要点：轨道的杂化：在外界条件影响下，中心原子能量相近的原子轨
道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程.
杂化轨道：原子轨道混杂后形成的一组新轨道，叫做杂化轨道
注意：①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数(即轨道数目不变)②杂化改变了原子
轨道的形状和方向③杂化使原子的成键能力增强④杂化轨道只用于形成分子的σ 键
或容纳孤电子对
2．杂化轨道的类型
原理：以C 为例
(1)sp3杂化：sp3杂化轨道是由1 个ns 轨道和3 个np 轨道杂化而成，每个sp3杂化轨道
都含有s 和p 的成分，sp3杂化轨道间的夹角为109°28′，空间结构为正四面体形。如，
CH4、CF4、CCl4
(2)sp2杂化：sp2杂化轨道是由1 个ns 轨道和2 个np 轨道杂化而成的，每个sp2杂化轨
道含有s 和p 成分，sp2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形。如，BF3
(3)sp 杂化：sp 杂化轨道是由1 个ns 轨道和1 个np 轨道杂化而成的，每个sp 杂化轨道
含有s 和p 的成分，sp 杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形。如，BeCl2
3
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【注意】
①杂化只发生在多原子分子(原子数>2)的过程中，单独原子无法发生杂化(双原子分
子也没有杂化过程)
②杂化前后的变与不变：不变：原子轨道的数目，变：轨道的成分、能量(趋向平均
化)、形状、方向
③剩余未杂化的p 轨道可以形成π 键
3．判断中心原子杂化轨道类型的方法
原理：杂化轨道数目＝价层电子对数目＝σ 键电子对数目＋中心原子的孤电子对数
目，再由杂化轨道数目确定杂化类型
(1)根据中心原子价层电子对数(杂化轨道数目)判断：杂化轨道数==价层电子对数==σ
键电子对数＋孤电子对数
价层电子对数
杂化类型
杂化轨道数目
杂化轨道间夹角
空间结构
实例
4
sp3杂化
4
109°28′
正四面体形
CH4
3
sp2杂化
3
120°
平面三角形
BF3
2
sp 杂化
2
180°
直线形
BeCl2
(2)有多个中心原子时，则根据：“杂化轨道数==价层电子对数==σ 键电子对数＋孤电
子对数”来判断
三、分子的性质
1．分子间作用力
(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力
(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键
(3)强弱：范德华力＜氢键＜化学键
(4)范德华力
①含义：物质分子间普遍存在的一种相互作用力称为范德华力。范德华力约比化学
4
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键的键能小1～2 个数量级
②特征
a．范德华力广泛存在于分子之间，由分子构成的液态和固态物质，范德华力存在
于相邻的分子之间；由分子构成的气态物质，只有分子相互接近时才存在范德
华力
b．范德华力无方向性和饱和性，只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多地吸
引其他分子
③范德华力对物质性质的影响
a．一般来说，组成和性质相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质
的熔沸点也就越高
如沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2
b．相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力也越大，物质的熔沸
点也就越高
如沸点：N2＜CO
c．分子组成相同但结构不同的物质，分子的对称性越强，范德华力越小，物质的
熔沸点也就越低
如沸点：对二甲苯＜间二甲苯＜邻二甲苯
(5)氢键
①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)
与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。氢键不属于化学键，
仍属于分子间作用力的范畴，氢键的作用力要大于范德华力
②氢键的表示方法：X—H…Y—表示，式中X 和Y 表示F、O、N，“—”表示共价
键，“…”表示氢键
③氢键的特征：具有一定的饱和性和方向性
④氢键的类型——可分为分子间氢键和分子内氢键
邻羟基苯甲醛存在分子内氢键
HF 分子间存在分子间氢键
F—H…F—H
微点拨
分子间氢键由两分子形成，而分子内氢键是一个分子中就具有形成的氢键
的原子和原子团
⑤氢键对物质性质的影响
a．当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高：分子间有氢键的物质熔化或汽
化时，除了要克服纯粹的分子间作用力外，还必须提高温度、额外地提供一份
能量来破坏分子间的氢键，所以这些物质的熔、沸点比同系列氢化物的熔、沸
点高，如：HF、H2O、NH3沸点反常
b．当形成分子内氢键时，往往会降低分子间作用力，从而使使物质的熔、沸点降
低，如：邻羟基苯甲醛(熔点：2℃，沸点：196.5℃)和对羟基苯甲醛(熔点：
115℃，沸点：250℃)
c．氢键也影响物质的溶解：在极性溶剂中，如果溶质分子和溶剂分子之间可以形
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成氢键，则物质的溶解度增大，如：NH3极易溶于水，因NH3与H2O 之间能形
成氢键(
)，且都是极性分子
d．对物质密度的影响：氢键可使固体或液体的密度减小；使气体物质的密度增大
e．氢键的存在使分子间因氢键而发生“缔合”，形成“缔合分子”：相当多的
H2O 分子、HF 分子“缔合”而形成(H2O)n分子、(HF)n分子(“缔合分子”)
2．分子的极性
(1)基本概念
类型
非极性分子
极性分子
形成原因
正电几何中心和负电几何中心
重合的分子
正电几何中心和负电几何中心不
重合的分子
存在的共价键
非极性键或极性键
非极性键或极性键
分子内原子排
列
对称
不对称
(2)分子极性的判断方法：分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的立体构型
两方面共同决定的。判断分子极性时，可根据以下原则进行
①只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子，如：O2、H2、
P4、C60
②以极性键结合而成的双原子分子，都是极性分子，如：HCl、HF、HBr
③以极性键结合而成的多原子分子
a．空间结构对称的分子(直线型、平面正三角型、正四面体型、三角双锥型、正
八面体型)，是非极性分子，如：CO2、BF3、CH4、PCl5、SF6
b．空间结构不对称的分子(V 形、三角锥形)，是极性分子，如：H2O、NH3、
CHCl3
(3)键的极性对化学性质的影响
①三氟乙酸＞三氯乙酸：原因：氟的电负性大于氯的电负性，F—C 的极性大于Cl—C
的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更
大，更易电离出氢离子
②三氯乙酸＞二氯乙酸＞氯乙酸：原因：Cl3C—的极性>Cl2HC—的极性>ClH2C—的极
性，极性越强，羧基中的羟基的极性就越大，就越易电离出氢离子
③甲酸＞乙酸＞丙酸：原因：烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基
中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱
3．分子的溶解性
(1)“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极
性溶剂，如：NH3是极性分子，易溶于极性溶剂H2O 中，难溶于非极性溶剂CCl4中；
I2为非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳中，而难溶于极性溶剂H2O 中
(2)氢键对溶解性的影响：如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键作
用力越大，溶解性越好
(3)分子结构的相似性：溶质和溶剂的分子结构相似程度越大，其溶解性越大
如：乙醇与水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小，随着溶质分子中憎水基个数
的增大，溶质在水中的溶解度减小，因此乙醇和水能以任意比互溶，而戊醇在水中
的溶解度则会明显减小
(4)溶质是否与水反应：溶质与水发生反应，溶质的溶解度会增大
如：SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水，故SO2的溶解度增大
4．分子的手性
(1)手性分子：有手性异构体的分子叫做手性分子
(2)手性分子的判断：判断一种有机物是否具有手性异构体，关键是看其含有的碳原子
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是否连有4 个不同的原子或原子团，即有机物分子中是否存在手性碳原子，如：
，R1、R2、R3、R4互不相同，含有手性碳原子，该有机物分子具有
手性
如
：
乳
酸
(
)
分
子
的
手
型
异
构
体
：
5．无机含氧酸分子的酸性
(1)无机含氧酸的结构：无机含氧酸分子之所以显示酸性，是因为其分子中含有—OH，
而—OH 上的O—H 键在水分子的作用下发生断裂而能够解离出H+而显示一定的酸性。
在含氧酸中，氢离子是和酸根上的一个氧相连接的
(2)无机含氧酸的酸性强弱的规律
①对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强
如：HClO<HClO2<HClO3<HClO4；HNO2<HNO3；H2SO3<H2SO4
解释：无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R 相同，则n 值越大，R
的正电性越高，导致R—O—H 中O 的电子向R 偏移，在水分子的作用下也
就越容易电离出H＋，即酸性越强
②含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大，即：
(HO)mROn中，n 值越大，酸性越强
含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系
含氧酸
次氯酸
磷酸
硫酸
高氯酸
结构简式
Cl—OH
非羟基氧原子数
0
1
2
3
酸性
弱酸
中强酸
强酸
最强酸
①酸性强弱与—OH 数目，即m 数值大小无关
②酸的元数＝酸中羟基上的氢原子个数，不一定等于酸中的氢原子数，因为有的酸
中有些氢原子不是连接在氧原子上
例1．下列说法错误的是
A．化学键包括离子键、共价键、金属键和氢键
B．p－pσ 键电子云轮廓图：
C．O3和H2O 均为极性分子
D．在NH 和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键
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【答案】A
【详解】A．氢键不属于化学键，属于分子间作用力，故A 错误；
B．p-pσ 键，原子轨道头碰头方式重叠，电子云轮廓图：
，故B 正确；
C．O3和H2O 均为角形结构，正负电荷中心不能重合，属于极性分子，故C 正确；
D．
中N 原子含有孤电子对、氢离子含有空轨道，所以N 原子和氢离子之间存在
配位键；[Cu(NH3)4]2+中Cu2+和N 原子之间存在配位键，故D 正确；
故选A。
例2．下列化学用语表示正确的是
A．NH3中N 的杂化轨道表示式：
B．SO2分子的空间填充模
型：
C．
的形成过程：
D．基态Br 原子的电子排
布式：4s24p5
【答案】A
【详解】A．NH3中N 的杂化类型为sp3杂化，轨道上有5 个电子，所以杂化轨道表示
式为
，故A 正确；
B．二氧化硫分子中心S 原子有1 对孤电子对 、价层电子对数=2+1=3，故为sp2杂化、
空间构型为V 形，则SO2分子的空间填充模型为
，故B 错误；
C．HCl 中H 和Cl 共用一对电子，不存在电子的得失，其形成过程为
，，故C 错误；
D．基态Br 原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p5，故D 错误；
故选A。
例3．冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二
苯并-18-冠-6 与K+形成的螯合离子的结构如图所示。下列说法错误的是
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A．含有该螯合离子的物质所形成的晶体是离子晶体
B．二苯并-18-冠-6 也可以识别Li+
C．该螯合离子的中心离子的配位数为6
D．该螯合离子中6 个O 原子与K+有可能在同一平面上
【答案】B
【详解】A．该物质是含有K+离子螯合阳离子，与阴离子可以形成离子化合物，含有
该螯合离子的物质所形成的晶体是离子晶体，故A 正确；
B．二苯并-18-冠-6 空腔直径直径大，不能适配半径小的Li+离子,不能识别Li+离子，故
B 错误；
C．中心离子K+离子与6 个氧原子形成6 个配位键，配位数为6，故C 正确；
D．该螯合离子中6 个O 原子与K+有可能在同一平面上，故D 正确；
答案选B。
例4．R、X、Y、Z 均为前四周期元素，原子序数依次增大，R 原子最外层电子数是内
层电子数的两倍，X 的单质性质稳定，常用作保护气，Y 的焰色试验为紫色(透过蓝色
钴玻璃)，Z 的合金是用量最大的合金材料。下列说法正确的是
A．
可用于检验Z 二价离子并生成红褐色沉淀
B．
与
均为非极性分子
C．同周期元素基态原子未成对电子数多于Z 的有两种
D．这四种元素一种位于s 区，一种位于ds 区，两种位于p 区
【答案】C
【分析】R 原子最外层电子数是内层电子数的两倍确定R 是C 元素；X 的单质性质稳
定，常用作保护气，X 是N 元素；Y 的焰色试验为紫色(透过蓝色钴玻璃)，Y 是K 元素；
Z 的合金是用量最大的合金材料，Z 是Fe 元素。
【详解】A．K3Fe(CN)6可用于检验Z 二价离子并生成蓝色沉淀，A 错误；
B．CO2为非极性分子，NO2为极性分子，B 错误；
C．铁元素中未成对电子数为4 个，第四周期中未成对电子数大于4 个的有Cr 和Mn 两
种，C 正确；
D．K 位于s 区，C 和N 位于p 区，Fe 位于d 区，故D 错误；
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答案选C。
例5．中科院发现深海处的含硫物质在微生物作用下会发生如下图所示变化(已略去部
分不含硫物质)。有关转化过程的说法错误的是
A．第一电离能由弱到强的顺序是：C<O<N
B．图中 a=24， b=21
C．SCN⁻的空间结构为直线形
D．
经步骤②生成HS⁻转移电子数为8NA
【答案】B
【详解】A．同周期元素原子的第一电离能从左到右呈增大趋势，但ⅡA 族，ⅤA 族
最高能级全满或者半满，第一电离能反常高，则第一电离能由弱到强的顺序是：
C<O<N，故A 正确；
B．由信息知存在离子方程式，
，则a=21，b=24，故B 错误；
C． SCN-中，C、N 原子之间为三键结构，则SCN-的空间结构为直线形，故C 正确；
D．
中S 元素化合价平均+2，HS-中S 元素化合价为-2，则1mol
可生成2
mol HS-，转移电子数为8mol，即8NA，故D 正确；
故选B。
例6．意大利化学家阿伏加德罗在化学上的重大贡献是建立分子学说，下列说法正确
的是
A．18 个碳原子构成的碳环分子的结构如图甲所示，该分子属于有机物
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B．N2O5的结构如图乙，可看作H2O 分子中H 原子被硝基取代而形成，N2O5是非极
性分子
C．白磷(P4)晶胞如图丙所示，白磷晶体中1 个P4分子周围有8 个紧邻的P4分子
D．同温、同压下，等质量的CH4、CO2气体分别吹出两个体积大小不同的气球(如
图丁所示)，气球①和气球②中原子数之比为12：55
【答案】D
【详解】A．有机物通常指含碳元素的化合物，该分子中只有碳元素，属于单质，不
属于有机物，故A 错误；
B．N2O5可看作H2O 分子中H 原子被硝基取代而形成，H2O 是V 形结构，是极性分子，
则N2O5正负电荷中心不重合，也为极性分子，故B 错误；
C．由白磷晶胞结构图可知，白磷晶体中1 个P4分子周围有12 个紧邻的P4分子，故C
错误；
D．同温、同压、同质量下，气体体积比与摩尔质量成反比，所以体积的大小顺序是：
CH4>CO2，①中装的是CO2，②中装的是CH4，气球①和气球②中原子数之比为
，故D 正确；
故选D。
例7．乙炔水化法、乙烯氧化法是工业上制备乙醛的两个重要方法，反应原理分别为：
HC≡CH+H2O
CH3CHO，2H2C=CH2+O2
2CH3CHO。以下叙述不
正确的是
A．C2H4的电子式为
B．根据价层电子互斥模型，18g 水的中心原子含有2mol 孤电子对
C．乙烯氧化法中，生成0.1mol 乙醛时，转移的电子数约为1.204×1024
D．标准状况下，11.2LC2H2中含有π 键的数目约为6.02×1023
【答案】C
【详解】A．
为含有碳碳双键的共价化合物，电子式为
，A 正确；
B．H2O 分子中中心O 原子价层电子对数为2+
=4，O 原子采用sp3杂化，O 原子
上含有2 对孤电子对，则
水(为1mol)的中心原子含有
孤电子对，B 正确；
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C．乙烯氧化法中氧元素化合价由0 变为+2，电子转移关系为
，生
成
乙醛时，转移的电子0.2mol，数目约为
，C 错误；
D．1 分子乙炔中含有2 个π 键，标准状况下，
(为0.5mol)中含有π 键为
1mol，数目约为
，D 正确；
故选C。
例8．下列说法或化学用语表述正确的是
A．N2的电子式： N⋮⋮N
B．CH2Cl2中的共价键类型：非极性键和
极性键
C．CO2的空间结构： V 形
D．反-2-丁烯的结构简式：
【答案】D
【详解】A． N2的电子式：
，故A 错误；
B． CH2Cl2中的共价键类型：C-H、C-Cl 为极性键，故B 错误；
C． CO2的C 原子价层电子对数为2+
=2，中心原子为sp 杂化，空间结构：
直线形，故C 错误；
D． 反-2-丁烯的结构简式：
，故D 正确；
故选D。
例9．
(俗称铵铁蓝)是一种蓝色的无机颜料。下列有关该物质的说
法错误的是
A．电负性：
B．铵铁蓝中铁元素有两种化合价
C．
中
的键角比
中的
的键角大
12
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D．铵铁蓝中的配体是
，该配体中
键与
键的数目之比是
【答案】D
【详解】A．同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，则
电负性：
，故A 正确；
B．由化合物中正、负化合价的代数和为0 可知，铵铁蓝中铁元素有
和
两种化合
价，故B 正确；
C．根据价层电子对互斥理论可知，
的空间结构为正四面体形，
的空间结构
为三角锥形，
中
的键角比
中的
的键角大，故C 正确；
D．
中C 和N 之间是三键，与氮气互为等电子体，1 个
中有1 个
键和2 个
键，则该配体中
键与
键的数目之比是
，故D 错误。
综上所述，答案为D。
例10．一种生产聚苯乙烯的流程如图，下列叙述错误的是
A．反应①属于加成反应
B．乙烯分子中C 原子均为
杂化
C．乙苯分子中所有原子可能共平面
D．鉴别苯与苯乙烯可用
的四氯化碳溶液
【答案】C
【详解】A．由图可知，反应①是乙烯和苯的反应，反应类型是加成反应，A 正确；
B．乙烯中有2 个双键碳原子，其杂化方式为：
杂化，B 正确；
C．乙苯中含有甲基，其中的碳原子为饱和碳原子，与之相连的原子形成四面体结构，
所有原子不可能共面，C 错误；
D．苯乙烯分子中含有碳碳双键，能使
的四氯化碳溶液褪色，而苯不能，鉴别苯与
苯乙烯可用
的四氯化碳溶液，D 正确；
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故选C。
1．氮族元素在化学领域具有重要的地位。请回答下列问题：
(1)基态氮原子的核外电子排布式为 。
(2)在PH3分子中，中心原子的杂化方式为 ，PH3的空间结构为
。
(3)向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀，继续加入氨水沉淀溶解，得到深蓝色
透明溶液，向该溶液中加入一定量的乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O 固体。
[Cu(NH
①
3)4]SO4·H2O 晶体中不存在的作用力是 (填字母)。
A．离子键 B．共价键 C．氢键 D．金属键 E．配位键
②将[Cu(NH3)4]SO4配合物溶于水，电离方程式为 。
【答案】(1)1s22s22p3 或[He] 2s22p3
(2) sp3 三角锥形
(3) D [Cu(NH3)4]SO4 = [Cu(NH3)4]2+ +
【详解】（1）N 为7 号元素，基态氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3 或[He]
2s22p3；
（2）PH3分子中P 价层电子对个数=σ 键个数+孤电子对个数=3+
（5-3×1）=4，所以
磷原子采用sp3杂化，PH3的中心原子为磷原子，磷原子形成了3 个σ 键，另外还有1
个未成键价电子对，其价层电子对的总数是4，需要形成4 个杂化轨道，采用sp3杂化，
4 个sp3杂化轨道中填充了3 个σ 键的成键电子对和1 个未成键价电子对，使得分子的
空间构型为三角锥形；
故答案为：sp3；三角锥形；
（3）①[Cu(NH3)4]SO4·H2O 晶体中[Cu(NH3)4]2+与
形成离子键，Cu2+与NH3之间形
成配位键，NH3中N-H 形成共价键，
中S 与O 形成共价键，H2O 中H 与O 形成共
价键，水分子存在氢键，晶体中不存在金属键，答案选D；
②将[Cu(NH3)4]SO4配合物溶于水，电离出[Cu(NH3)4]2+和
，电离方程式为
[Cu(NH3)4]SO4 = [Cu(NH3)4]2+ +
。
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2．NH3、H2O 以及分子 PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。
(1)PH3中P 的杂化类型是 ，H2O 的键角小于 NH3，分析原因 。
(2)H2O、PH3、KH 按熔点由高到低的顺序排列为 。
(3)
的分子内部存在氢键，画出含氢键的分子结构： ，形成分子
内氢键一般会使得熔点 。(填“升高”或“降低”)
【答案】(1) sp3 NH3含有1 个孤电子对，而H2O 含有2 个孤电子对，H2O 中
的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大
(2)KH>H2O>PH3
(3)
较低
【详解】（1）由结构可知PH3中P 的价层电子对数为4，P 采用sp3杂化；
NH3含有1 个孤电子对，而H2O 含有2 个孤电子对，H2O 中的孤电子对对成键电子对
的排斥作用较大，因此H2O 的键角小于 NH3；
（2）KH 为离子晶体，H2O、PH3均为分子晶体，H2O 分子间存在氢键，因此熔点：
KH>H2O>PH3；
（3）
的分子内部F 原子与羟基H 之间存在氢键，可表示为：
；形
成分子内氢键使得分子间作用力减弱，一般会使得熔点降低。
3．I.回答下列问题：
(1)利用价层电子对互斥模型推测分子或离子的空间结构。
： ；
（共价分子）： 。
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(2)有种活性反应中间体，它的粒子中含有1 个碳原子和3 个氢原子。请依据下面给出
的这种粒子的结构，写出相应的化学式 。
(3)按要求写出由第二周期非金属元素的原子构成的中性分子的化学式 ，
该分子为正四面体形分子。
Ⅱ.
是锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质，它可通过下列反应制备：
。
(4)写出基态
的电子排布式： 。
(5)
、
、
元素第一电离能由大到小的顺序为 。
(6)氨基乙酸铜分子结构如下，其中碳原子的杂化方式为 。
【答案】(1) 正四面体形 平面三角形
(2)
(3)
(4)
或
(5)
(6)
【详解】（1）
的中心Cl 原子价层电子对数为4+
=4，没有孤电子对，
O 原子采用sp3杂化，空间结构为正四面体形；AlBr3分子中Al 原子的价层电子数为3+
=3，无孤电子对，则空间构型为平面三角形；
（2）空间结构为平面三角形，则碳原子为sp2杂化，中心碳原子无孤电子对，因此价
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层电子对数3，化学式为
；
（3）第二周期元素为中心原子，通过sp3杂化形成中性分子，该分子为正四面体结构，
则该分子的价层电子对个数是4 且不含孤电子对，该类型分子有CF4；
（4）Cu 是29 号元素，其基态Cu 的核外电子排布式为[Ar]3d10或
1s22s22p63s23p63d104s1；
（5）根据元素周期律，P、S 两种元素位于同一周期，但P 最外层处于半充满状态，
第一电离能：S＜P，P、N 两种元素位于同一主族，第一电离能：P＜N，故N＞P＞
S；故答案为：N＞P＞S；
（6）氨基乙酸铜的分子中一种碳有碳氧双键，C 原子含有3 个σ 键，碳的杂化方式为
sp2杂化，另一种碳周围都是单键，C 原子含有4 个σ 键，碳的杂化方式为sp3杂化，故
答案为：sp3、sp2。
4．下表中的数据表示破坏1mol 化学键需消耗的能量(即键能，单位为kJ·mol−1)。回答
问题
化学键
H-H
H-Cl
键能
436
431
(1)下列关于键能的叙述正确的是___________(填字母，下同)。
A．每生成1molH-Cl 吸收431.4kJ 能量
B．每生成1molH-Cl 放出431.4kJ 能量
C．每拆开1molH-Cl 放出431.4kJ 能量
D．每拆开1molH-Cl 吸收431.4kJ 能量
(2)已知热化学方程式：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-183kJ·mol−1，则Cl2的键能为
kJ·mol−1。
(3)参考下表中的数据，判断下列分子受热时最稳定的是___________。
化学键
H-H
H-F
H-Cl
H-Br
键能/(kJ·mol-1)
436
565
431
368
A．H2
B．HF
C．HCl
D．HBr
(4)能用键能大小解释的是___________。
A．常温常压下，溴呈液态，碘呈固态
B．氮气的化学性质比氧气稳定
C．稀有气体一般很难发生化学反应
D．硝酸易挥发而硫酸难挥发
【答案】(1)BD
(2)
(3)B
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(4)B
【详解】（1）结合表格中H-Cl 键能可知，断开1molH-Cl 吸收431.4kJ 能量，形成生
成1molH-Cl 放出431.4kJ 能量，答案选BD；
（2）假设Cl2的键能为x kJ·mol−1，根据
，则
，解得
；
（3）键能越大，断键所需能量越多，物质越稳定，则H-F 键能最大，分子受热时最稳
定；
（4）A．分子间作用力越大，分子晶体的熔点越高，常温常压下，溴呈液态，碘呈固
态，是因为单质碘的分子间作用力大，与键能无关，故A 不符合题意；
B．键能越大，分子越稳定，氮气中的共价键的键能比氧气的大，所以氮气的化学性质
比氧气稳定，能用键能解释，故B 符合题意；
C．稀有气体的原子达到8 电子或2 电子稳定结构，不易形成化学键，为单原子分子，
很难发生化学反应，与键能无关，故C 不符合题意；
D．物质的挥发性与其沸点高低有关，分子晶体的沸点与分子间作用力有关，与键能
无关，故D 不符合题意；
答案选B；
5．根据所学知识回答下列问题。
(1)辨析相似概念是化学学科学习的基础，以下物质：①
和
；②
和
；
③CH3CH2CHO 和CH3COCH3；④D 和T；⑤氯水与液氯；⑥
16O 与
18O；
⑦CH2=CHCH3和CH3CH=CH2；⑧红磷和白磷，用数字序号回答下列问题：
互为同系物的是 ；互为同分异构体的是 ；属于同一种物质的是
；互为同素异形体的是 ；属于同位素的是 。
(2)X、Y、Z、W 是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期主族元素。W 与Z 同
主族，X 可以分别与Y、Z、W 形成八核、四核、三核的18 电子分子。
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ⅰ.由X、Y 两种元素组成的分子中只含有22 个共价单键的链状化合物的分子式为
；其主链含有五个碳原子的同分异构体有 种。
ii.YW2分子中的化学键为 (填“离子键”、“极性共价键”或“非极性共价
键”)。
ⅲ.X2Z、X2W 沸点更高的是 (填化学式)。
ⅳ.由X、Y 两种元素形成的10 电子分子的空间构型为 。
【答案】(1)
②
③
①⑦
⑧
④⑥
(2) C7H16 5 极性共价键 H2O 正四面体
【详解】（1）①
和
按
照系统命名法都为：3,4，6-三甲基辛烷，两者为同一物质；
②
和
结构相似，组成上相差-CH2-的整数倍，两者互为
同系物；
CH
③
3CH2CHO 和CH3COCH3分子式相同，结构不同，互为同分异构体；
D
④
和T 是氢元素的两种核素，互为同位素；
⑤氯水与液氯，前者为混合物，后者为纯净物；
⑥16O 与
18O 互为同位素；
CH
⑦
2=CHCH3和CH3CH=CH2都是1-丙烯，为同种物质；
⑧红磷和白磷是磷元素的两种单质，互为同素异形体；
互为同系物的是：②；互为同分异构体的是：③；属于同一种物质的是：①⑦；互为
同素异形体的是⑧；属于同位素的是：④⑥；
（2）X 可以分别与Y、Z、W 形成八核、四核、三核的18 电子分子，由X、Y 两种元
素组成的分子存在同分异构体，则X 为H，Y 为C，W 与Z 同主族，W 为O 元素，Z
为Cl；
ⅰ．由X、Y 两种元素组成的分子中只含有22 个共价单键的链状化合物，即烷烃，为
庚烷，分子式为C7H16；其主链含有五个碳原子，侧链可以是乙基，有2 种同分异构体；
可以是两个甲基，3 种同分异构体，共有5 种同分异构体；
ⅱ．二氧化碳的结构式为O=C=O，含有极性共价键；
ⅲ．X2Z、X2W 分别为H2O、H2S，水分子间存在氢键，其沸点比较H2S 高；
ⅳ．甲烷为10 电子分子，为空间正四面体结构。
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6．回答下列问题
(1)现有5 种元素A、B、C、D、E，其中有3 种金属元素，1 种稀有气体元素，其I1～I3
分别如下表。
元素
I1/eV
I2/eV
I3/eV
A
13.0
23.9
40.0
B
4.3
31.9
47.8
C
5.7
47.4
71.8
D
7.7
15.1
80.3
E
21.6
41.1
65.2
根据表中数据判断其中的金属元素为 ，稀有气体元素为 ，显
正二价的金属元素是 。(填字母)
(2)水分子是H2O 而不是H3O，是因为共价键具有 性；水分子的键角为
105°，是因为共价键具有 性。
(3)1mol 乙酸分子CH3COOH 中含有的π 键与σ 键的数目之比为 。
(4)已知NH5为离子化合物，则1molNH5晶体中含有的共价键数目为 。
【答案】(1) BCD E D
(2) 饱和 方向
(3)1：7
(4)4NA
【详解】（1）由电离能的定义可知，稀有气体的第一电离能最大，金属元素的第一电
离能小于非金属元素，由表格数据可知，E 为稀有气体，A 为非金属元素，B、C、D
为金属元素；D 元素的第二电离能与第三电离能相差的倍数很大，说明D 原子的最外
层电子数为2，则显正二价的金属元素是D，故答案为：BCD；E；D；
（2）氧原子最外层只有2 个不成对电子，由共价键的饱和性可知，氧原子最多只能与
2 个氢原子形成共价键，所以水分子是H2O 而不是H3O；水分子的键角为105°说明氧
原子与氢原子形成的共价键具有方向性，故答案为：饱和；方向；
（3）乙酸分子中单键为σ 键，双键中含有1 个σ 键和1 个π 键，则1mol 乙酸分子中含
有的π 键与σ 键的数目之比为1 7∶，故答案为：1 7∶；
（4）由NH5为离子化合物可知，化合物的电子式为
，则
1molNH5晶体中含有的共价键数目为1mol×4×NAmol-1=4NA，故答案为：4NA。
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7．氮(N)形成的单质及它形成的化合物有重要的研究和应用价值，回答下列问题：
(1)已知NO 与CO2互为等电子体，NO 的结构式为 ，中心原子N 的杂化方式
为 。
(2)NH4BF4(四氟硼酸铵)可用作铝或铜的焊接助熔剂，能腐蚀玻璃，有重要的化工用途。
下列说法正确的是 。
A．核素
15N 的中子数为7
B．F 元素位于元素周期表p 区
C．BF 的空间构型为正四面体形
D．NH4BF4中存在离子键、共价键、氢
键和范德华力
(3)向硫酸铜溶液中通入过量氨气，得到深蓝色溶液，生成配合物[Cu(NH3)4]SO4，其中
1mol 阳离子[Cu(NH3)4]2+中含有σ 键数目为 。向该深蓝色溶液中加入乙醇，得
到深蓝色晶体，该深蓝色晶体为 (填化学式)。
(4)请从结构角度解释HNO3的酸性比HNO2强的原因 。
【答案】(1) [O=N=O]+ sp 杂化
(2)BC
(3) 16NA [Cu(NH3)4]SO4
(4)HNO3分子中的非羟基氧原子个数多于HNO2分子
【详解】（1）等电子体具有相同的原子个数和价电子数，二氧化碳分子中碳原子的价
层电子对数为2，孤对电子对数为0，碳原子的杂化方式为
杂化，分子的空间构型为
直线形，由
离子与二氧化碳为等电子体可知，
离子中氮原子的杂化方式为
杂化，离子的空间构型为直线形，结构式为
。
（2）A．核素
的质子数为7，中子数为
，故A 错误；
B．F 原子的价电子接布式为
，位于元素周期表p 区，故B 正确；
C．
离子中硼原子的的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，空间构型为正四面
体形，故C 正确；
D．
是由
离子和
离子形成的离子化合物，化合物中含有离子键、共价
键，不含有氢键和范德华力，故D 错误。
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（3）阳离子
中铜离子与氨分子形成的配位键属于
键，氨分子中含有3
个氮氢键属于
键，则
阳离子中含有
键数目为
个；向该深蓝色溶液中加入乙醇，配合物的溶解度减小，会析出
深蓝
色晶体，则深蓝色晶体为
。
（4）硝酸和亚硝酸的羟基氧原子的数目都为1，而硝酸的非羟基氧原子的个数为2，
亚硝酸的酚羟基氧原子数目为1，非羟基氧原子个数越多，酸性越强，则硝酸的酸性
强于亚硝酸。
8．我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”
计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合
成甲醇。回答下列问题：
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si 的价电子层的电子排式为
；单晶硅的晶体类型为 。SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si 采取的杂
化类型为 。
(2)SiCl4可发生水解反应，机理如下：
含s、p、d 轨道的杂化类型有：①dsp2
sp
②
3d
sp
③
3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si 采取的杂
化类型为 (填标号)。
(3)CS2分子中存在 个σ 键和 个π 键。
(4)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之间，其原因是
。
(5)FeCO3的阴离子的空间构型为 ，写出一种与该阴离子互为等电子体的分
子的化学式 。
(6)工业上常用羰基镍[Ni(CO)4]制备高纯镍，其熔点-19°C，沸点43℃，试分析晶体中σ
键与π 键数目的比值为 ，羰基镍属于 晶体。已知钛和铝的相
对原子半径分别是1.45 和1.43，钛的硬度比铝大的原因是 。
【答案】(1) 3s23p2 共价晶体 sp3杂化
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(2)②
(3) 2 2
(4)甲硫醇不能形成分子间氢键，甲醇和水分子间可以形成氢键，且水分子间形成的氢
键数目更多
(5) 平面三角形 BF3或SO3
(6) 1：1 分子 Ti 原子的价电子数比Al 多，Ti 晶体中金属键比Al 晶体强。
【详解】（1）Si 原子核外有14 个电子，最外层为M 能层，含有4 个电子，价电子排
布式为3s23p2；单晶硅为共价晶体，SiCl4中Si 采取的杂化类型为sp3杂化；
故答案为：3s23p2；共价晶体；sp3杂化；
（2）由图可知，中间体SiCl4（H2O）中Si 的σ 键数为5，Si 采取的杂化类型为sp3d 杂
化，
故答案为：②；
（3）CS2分子的结构式为：S=C=S，1 个CS2分子中存在2 个σ 键和2 个π 键，故答案
为：2；2；
（4）甲醇的沸点（64.7℃）介于水（100℃）和甲硫醇（CH3SH，7.6℃）之间，其原
因是甲硫醇不能形成分子间氢键，甲醇和水分子间可以形成氢键，且水分子间形成的
氢键数目更多，
故答案为：甲硫醇不能形成分子间氢键，甲醇和水分子间可以形成氢键，且水分子间
形成的氢键数目更多；
（5）C 原子孤电子对数=
（4+2-2×3）=0，碳原子的价层电子对数=3+0=3，空间结构
为平面三角形，价电子数为24，等电子体为BF3或SO3，
故答案为：平面三角形；BF3或SO3；
（6）单键都是σ 键，三键分子中含有1 个σ 键和2 个π 键，Ni(CO)4分子中σ 键和 π
键的数目之比为8：8=1：1；结合熔沸点数据可知，羰基镍属于分子晶体；钛和铝都
是金属晶体，两者相对原子半径接近，但钛原子的价电子数比铝多，钛晶体中金属键
比铝晶体强，所以钛的硬度比铝大，
故答案为：1：1；分子；Ti 原子的价电子数比Al 多，Ti 晶体中金属键比Al 晶体强。
9．已知H 与O 可以形成H2O 和H2O2两种化合物。请完成下列空白：
(1)H2O 内的O—H、水分子间的范德华力和氢键，三种作用从强到弱依次为
。
可与H2O 形成
，
中O 采用 杂化。
中
键角
比CH4中的键角 (填“大”或“小”)，原因为 。
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(2)
是常用的氧化剂，其分子结构如图所示，两个氢原子犹如在半展开的书的两面
上。
的电子式是 。
是 分子(填“极性”或“非极
性”)。
能与水混溶，却不溶于
，请予以解释： 。
【答案】(1) O−H＞分子间氢键＞范德华力 sp3 小
中O 原子
有一对孤对电子，CH4中C 没有孤对电子，由于孤对电子对成对电子的排斥力大于成
对电子对成对电子的排斥力，排斥力越大，使得成键键角越小
(2)
极性 H2O2和水都是极性分子，CCl4是非极性分子
【详解】（1）H2O 内的O−H、水分子间的范德华力和氢键，化学键的强度大于分子间
氢键，氢键大于范德华力，因此从强到弱依次为O−H＞分子间氢键＞范德华力；
可
与H2O 形成
，
中O 原子价层电子对数为
，采用sp3杂化；
中O 原子有一对孤对电子，CH4中没有孤对电子，由于孤对电子对成对电子的排
斥力大于成对电子对成对电子的排斥力，排斥力越大，使得成键键角越小，所以
中
键角比CH4中的键角小；
（2）H2O2中氢与氧形成一对共用电子，氧和氧形成一对共用电子，其电子式是
；根据同种元素形成非极性键，不同种元素形成极性共价键，H2O2不是中
心对称，因此H2O2是含有极性键和非极性键的极性分子；H2O2和水都是极性分子，
CCl4是非极性分子，根据“相似相溶”原理，则H2O2能与水混溶，不溶于CCl4。
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10．氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
(1)基态氮原子的核外电子排布式是 。
(2)N 原子的第一电离能比O 原子的第一电离能要大，可能原因是 。
(3)NH3分子的VSEPR 模型名称是 。
(4)图1 表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4 个氮原子分别位于正四面体的4
个顶点(见图2)，分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4 个氢键予以识别。
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是___________(填标号)。
A．
B．
C．
D．
(5)下列说法正确的是___________。
A．NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8 电子稳定结
构
B．HCN 的分子结构为直线形
C．
离子的VSEPR 模型与空间结构是一致的
D．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
【答案】(1)1s22s22p3
(2)N 原子的价电子排布中2p 轨道是半充满状态，比较稳定，所以N 原子的第一电离能
比O 原子的第一电离能要大
(3)四面体形
(4)C
(5)BD
【详解】（1）氮是7 号元素，核外电子数是7，核外电子排布式为1s22s22p3。
（2）N 原子的价电子排布中2p 轨道是半充满状态，比较稳定，所以N 原子的第一电
离能比O 原子的第一电离能要大。
（3）NH3中N 原子形成3 个σ 键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取
sp3型杂化，故其VSEPR 模型为四面体形。
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（4）已经与电负性大的原子(如N、O、F)形成共价键的H 原子可以与另一分子中电负
性大的原子(如N、O、F)形成氢键，故C、D 符合，而该分子内4 个氮原子分别位于正
四面体的4 个顶点，
为角形，
为正四面体形，故
中的4 个H 原子可以与
该分子中的4 个N 原子形成氢键，故选C。
（5）A． 在ABn型化合物中，中心元素A 的族序数+成键数= 8 时，满足分子中所有
原子都满足最外层8 电子结构，NCl3分子原子的最外层电子都满足了8 电子稳定结构，
故A 错误；
B．HCN 的结构式为
，C 采取sp 杂化，故分子结构为直线形，故B 正确；
C．
中价层电子对数=
，含有一对孤电子对，所以其VSEPR 模
型是平面三角形，分子构型为V 形，故C 错误；
D．孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，所以NH3
分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强，故D 正确；
答案选BD。
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